Тематические публикации. 11.12.2022 г.
Основной охватываемый период – октябрь-ноябрь 2022 г.
Разделы: Гуманитарное знание. Физика. Биология и медицина. Путешествия во времени. Искусство. Разное. Часть 1
Международная конференция "Перспективы времени и атемпоральности в космологии и естественных науках", Милан, Италия, 17-19 июля 2023 г.
Серия вебинаров по теме "Парадоксы и метафоры времени в ранней Вселенной (ранних вселенных)" и смежным вопросам, январь-июнь 2023 г.
Гуманитарное знание
Бурмистров С.Л. Мадхьямака и адвайта-веданта об онтологии времени. Вопросы философии, 2022, № 12.
Проводится анализ фундаментальных различий в понимании онтологии времени между буддийской махаянской школой мадхьямака и брахманистской школой адвайта-веданта.
В мадхьямаке время – результат деятельности сознания, помраченного аффектами, поэтому оно полагается только ментальным конструктом, не имеющим референта в реальности. В истинной реальности "времени не существует, так как оно предполагает различие прошлого, настоящего и будущего. Но любые различия, согласно махаяне, порождаются аффектами, а истинная реальность свободна от них. Различия, включая и различие трех времен, существуют только в сансарическом сознании ... , для буддизма махаяны время – только эпистемологический феномен."
В адвайта-веданте время обладает ненулевым онтологическим статусом. Эмпирически наблюдаемый мир "изменчив и потому не может считаться совершенно реальным. Но, будь он нереален, он не мог бы ... проявляться в индивидуальном сознании как неведение. Поэтому и время как один из его аспектов относительно реально и существует не только в индивидуальном сознании, но и вне его как часть майи – творящей силы ... "
Карелова Л.Б. Проблемы времени и истории в книге Ниситани Кэйдзи "Что такое религия?". Вопросы философии, 2022, № 11.
Анализируется попытка японского философа Киотской школы сформулировать концепцию истории, исходящую из буддийского понимания мира и времени.
О современном буддийском подходе к осмыслению времени и истории, его эвристическом потенциале.
Взаимосвязь времени, истории и причинности, истории и пространства. Соотношение прошлого, настоящего и будущего в истории ...
Интересно: книга Ниситани Кэйдзи "Религия и ничто" (1982).
См. также: Мурзин Е. Что в Церкви думают про инкарнацию. ФОМА. 4 июля 2022 г.
Личность человека не сводится к душе или к телу. Если в учении о реинкарнации "тело не более чем бренная оболочка, то в христианстве оно неотъемлемая часть нашей индивидуальности. Церковь учит, что Бог творит душу человека вместе с его телом, которое столь же уникально, как и душа ... В христианстве смерть – явление скорее противоестественное ... , катастрофа, распад единого существа на составные части, каждая из которых не является человеком во всей полноте. Именно поэтому учение о всеобщем воскресении – одно из ключевых в христианстве ... "
Автор – православный священник.
Жиртуева Н.С. Универсальные измерения мистики. Вопросы философии, 2022, № 10.
Феномен мистики рассматривается в единстве четырех измерений, составляющих ее универсальное начало. Онтологическое измерение мистики "формирует картину мира, в которой мир рассматривается как Целое и Единое. Мистический опыт всегда является опытом единства, в результате которого социальное и биологическое время замедляются, пространство утрачивает свою многомерность и иерархичность ...
Каждое измерение мистики необходимо рассматривать в его тесной связи с современной научной картиной мира."
Мышанов А.И. Метафизика времени в богословии творения. Слово Богослова / Институт богословия и философии. 2 февраля 2019 г.
"Начало" – некая граница между Божественным и тварным, на которой из "ничего" возникает наш мир. "Начало есть нечто, не состоящее из частей и не протяженное. Как начало пути, еще не путь и начало дома еще не дом, так и начало времени еще не время, и даже не самомалейшая часть времени ... Слово "начало" чуждо понятию о всяком протяжении. Как точка – начало черты и атом – начало телесного, так мгновение – начало временного протяжения ...
Перемещаясь по стреле времени к "началу", мы и наши часы, которые предусмотрительно возьмём с собой в это необычное путешествие, всегда будем оставаться в тварном временном мире, будем оставаться во времени. Мы никогда не сможем "выйти" из времени. Время – это форма нашего чувственного бытия, иного мы не знаем. Все попытки, в том числе чисто умозрительные, отстраниться от времени, вырваться из конечно-временного мира и попытаться взглянуть на него извне, как бы "со стороны", обречены на неудачу."
.........................................................................................................................
Автор – физик, кандидат технических наук, автор публикаций по богословию.
Вернуть смыслы. Почему современная наука ищет ответы в теологии. РИА Новости - Религия. 30 ноября 2022 г.
Качественный скачок в изучении происхождения Вселенной и устройства человеческого мозга "возможен только при соединении науки и теологии. Теологические знания дают естественно-научным недостающие элементы: опыт поиска смысла явлений, неподвластных человеческой воле", считают участники V Профессорского форума "Наука и образование в условиях глобальных вызовов" (Москва, 22-24 ноября 2022 г.) ...
"Одной из важных предпосылок разъединения духовного и эмпирического способов познания стала атеистическая эпоха плюс колоссальное количество новых технологических возможностей. При этом, когда человечество начало с их помощью изучать вопросы зарождения Вселенной, сознания, работы человеческого мозга, – обнаружилась крайняя недостаточность имеющихся знаний ... "
Мозг "творит миры и порождает идеи ... "
Зайкова А.С. Основные модели темпоральной структуры сознания. Эпистемология и философия науки, 2022, т. 59, № 3.
Рассматриваются основные модели темпоральной структуры сознания, основывающиеся на представлении о существовании базового элемента восприятия в виде некоторого ментального кадра или кажущегося настоящего, которые, несмотря на "эффективность для описания некоторых особенностей восприятия, не в полной мере отражают наш феноменальный опыт".
Утверждается, что двухуровневая модель, предполагающая разделение кажущегося настоящего и текущего настоящего, "лучше всего соотносится с теориями сознания высшего порядка и должна выступать как основа для дальнейшей разработки темпоральной модели сознания ... "
Chiara Brown. Do philosophers wear watches? = Носят ли философы часы? The Times. November 21, 2022.
Время. Что это? Оно существует, или люди придумали его? На такие вопросы могут ответить только философы и метафизики. Если бы мы могли вернуться в прошлое, мы бы попросили Альберта Эйнштейна не только объяснить нам это, но и найти лучший способ измерения времени ... Но мы не можем этого сделать. Поэтому мы спросили некоторых философов, которые существуют в нашем нынешнем пространственно-временном континууме.
Отдельные мнения.
Тим Модлин, профессор философии Нью-Йоркского университета: "Время – ценный инструмент, помогающий людям общаться". Он говорит, что ... общепринятые представления о времени имели решающее значение с момента появления первых железных дорог, когда возникла необходимость координировать различные местоположения. Хотя время часто воспринимается как фиксированное, Модлин объясняет, что такая простая вещь, как переход на летнее время, показывает нам его искусственность. "На каком-то фундаментальном уровне время – это не то, за что мы его наивно принимаем", – говорит он.
Модлин добавляет, что если бы люди больше думали о времени как об абстрактной, навязанной обществом условности, они могли бы перестроить свой день таким образом, чтобы сделать себя более счастливыми, ... они могут занять более гибкую позицию. "Мы можем вырваться из этого, и, может быть, это будет полезно для нас ... "
Циан Дорр, тоже профессор философии Нью-Йоркского университета, расширяет концепцию личного и объективного времени, обрамляя ее на основе статьи Дэвида Льюиса "Парадоксы путешествий во времени" (1976).
Дорр говорит, что Льюис "отождествляет путешествие во времени с ситуациями, когда существует несоответствие между личным временем конкретного человека и объективным временем". Однако Дорр утверждает, что это не обязательно согласуется со специальной теорией относительности Эйнштейна, где объективное и личное время классифицируются четко, и люди могут интерпретировать одну и ту же меру времени по-разному. На практике это "крошечные эффекты", но в принципе это дает всем основания носить часы ...
Сара Бернштейн, профессор философии Университета Нотр-Дам в Индиане, исследует практические препятствия, которые могут возникнуть при путешествии во времени, например, может ли вам не повезти столкнуться с самим собой, если вы отправитесь назад во времени в то же самое место. Для нее загадка времени заключается в том, статично оно или проходит. Она утверждает, что в прошлом, настоящем или будущем не может быть ничего "метафизически особенного", скорее они просто расположены в разных местах в пространстве.
"Об этой особой структуре времени странно думать, но она также прекрасна: это означало бы, что люди, которые скончались, все еще существуют "там" во временной реальности, подобно тому, как люди, которые живут на других континентах, существуют в отдаленных пространственных точках ... "
John Horgan. The beauty at the heart of a 'spooky' mystery = Красота в основе "жуткой" тайны. Scientific American. October 24, 2022.
... Эксперты спорят о том, что такое запутанность и что она означает. Философ физики Тим Модлин жалуется, что Нобелевский комитет по физике неправильно понимает запутанность. Мое понимание, каким бы оно ни было, начинается с волновых функций, математических приспособлений, описывающих поведение электронов, фотонов и других квантовых вещей. В отличие, скажем, от законов движения Ньютона, которые точно отслеживают траектории объектов, волновая функция отслеживает только вероятность того, что, скажем, электрон будет вести себя определенным образом. Вероятности колеблются во времени волнообразно; отсюда и термин.
.......................................................................................................................
Запутанность, кажется, нарушает специальную теорию относительности, согласно которой эффекты не могут распространяться быстрее скорости света. Запутанность также подразумевает, что два электрона до того, как вы их измерите, не имеют фиксированного спина; они существуют в вероятностной неопределенности.
Эйнштейн возражал против запутанности, которую он высмеивал как призрачное действие на расстоянии. Эйнштейн считал, что физические теории должны обладать двумя свойствами, иногда называемыми локальностью и реализмом. Локальность говорит, что эффекты не могут распространяться быстрее скорости света; реализм говорит, что физические вещи, электроны, например, обладают определенными свойствами, – такими как вращение или положение, все время, а не только тогда, когда мы их измеряем. Эйнштейн утверждал, что если квантовая механика нарушает реализм и локальность, она должна быть ошибочной или неполной.
На протяжении десятилетий споры о запутанности рассматривались как чисто философские, то есть экспериментально неразрешимые. Затем, в 1964 году, Джон Белл представил математический аргумент, который превратил философию в физику. Белл показал, что если ваша модель запутанности основана на локальности и реализме, она даст результаты, которые статистически отличаются от результатов квантовой механики. Эта разница называется неравенством Белла.
Джон Клаузер, Ален Аспе и Антон Цайлингер проверили теорему Белла, проводя эксперименты с запутанными фотонами и другими частицами. Их исследования подтвердили, что предсказания квантовой механики верны. Эксперименты разбивают надежды Эйнштейна и других на то, что причины и следствия распространяются упорядоченным образом и что вещи обладают определенными свойствами, когда мы не смотрим на них.
Джон Белл умер в 1990 году, слишком рано, чтобы увидеть полное подтверждение своих идей или разделить Нобелевскую премию, которая не присуждается посмертно. Но он оставил после себя коллекцию статей, собранных под названием "Выразимое и невыразимое в квантовой механике". По иронии судьбы, квантовые теоретики цитируют высказывания Белла как священные писания, несмотря на то, что его собственные взгляды кажутся изменчивыми, неустойчивыми, пронизанными неуверенностью в себе. Он даже опровергает свою собственную теорему о неравенстве, предполагая, что "доказательства невозможности доказывают недостаток воображения". Теорема Белла – доказательство невозможности.
Белл, кажется, не столько занят решением парадоксов квантовой механики, сколько привлечением к ним внимания. В эссе 1986 года он сравнивает своих коллег-физиков с "лунатиками", которые продолжают расширять квантовую теорию, игнорируя при этом ее "фундаментальную неясность". Белл спрашивает, учитывая "чрезвычайно впечатляющий" прогресс, достигнутый физиками-лунатиками, "разумно ли кричать "проснись"?
Однажды Белл сказал, что квантовая механика "несет в себе семена собственного разрушения". Он, как и Эйнштейн, казалось, надеялся, что квантовая механика уступит место более разумной теории, в идеале такой, которая вернет физике локальность, реализм и достоверность. Я предполагаю, что если мы найдем такую теорию, она в конечном итоге окажется по-своему таинственной. Загадка может оказаться непохожей на нашу квантовую загадку, но она все равно будет загадкой, которая прорывается сквозь нашу привычку и заставляет нас обратить внимание на странный, странный мир.
Мнение Джона Хоргана – руководителя Центра научных публикаций в Технологическом институте Стивенса.
Tim Maudlin. Einstein didn't think time was an illusion. Relativity doesn't imply a block universe = Эйнштейн не считал время иллюзией. Относительность не подразумевает блочную вселенную. The Institute of Art and Ideas. November 28, 2022.
В известном письме Эйнштейн писал: "Для тех из нас, кто верит в физику, различие между прошлым, настоящим и будущим – всего лишь упорно сохраняющаяся иллюзия". Сама относительность подразумевает, что течение времени является иллюзией и что время, как и пространство, не имеет направления, – позиция, которую часто называют "блочной вселенной". Но, несмотря на то, что Эйнштейн произвел революцию в нашем понимании времени, ничто в его теории относительности не предполагает, что различие между прошлым, настоящим и будущим является иллюзией, утверждает Тим Модлин.
...............................................................................................................
Цитата из фразы "Бог не играет в кости с Вселенной" привела к тому, что она была широко принята как основная претензия Эйнштейна к квантовой механике. Что не соответствует действительности. Он скорее находил неприемлемой нелокальность – "жуткое действие на расстоянии" ...
Другой широко цитируемый текст Эйнштейна, также написанный как личное примечание, вызвал аналогичную путаницу. Когда его дорогой друг Мишель Бессо умер в 1955 году, опередив самого Эйнштейна всего на месяц, Эйнштейн написал письмо с соболезнованиями семье Бессо, в котором как раз сказал, что различие между прошлым, настоящим и будущим – иллюзия.
.............................................................................................................
Тим Модлин – профессор философии Нью-Йоркского университета, автор книги "Квантовая нелокальность и относительность: метафизические намеки современной физики" (2011, 3rd edition). Основатель и директор Института основ физики Джона Белла.
Физика
Daniel Jafferis, Alexander Zlokapa, Joseph D. Lykken, David K. Kolchmeyer, Samantha I. Davis, Nikolai Lauk, Hartmut Neven, Maria Spiropulu. Traversable wormhole dynamics on a quantum processor = Динамика проходимой червоточины (кротовой норы) на квантовом процессоре. Nature, vol. 612. November 30, 2022.
Голографический принцип, теоретически являющийся свойством квантовой гравитации, постулирует, что описание объема пространства может быть закодировано на границе более низкого измерения. Соответствие анти-де Ситтера (AdS)/конформной теории поля или двойственность (дуальность) является основным примером голографии. Модель Сачдева–Йе–Китаева (SYK) майорановских фермионов N >> 1 имеет черты, указывающие на существование гравитационного двойника в AdS2, и является новой реализацией голографии.
"Мы обращаемся к голографическому соответствию системы многих тел SYK и гравитации, чтобы исследовать предполагаемое отношение ER = EPR между запутанностью и геометрией пространства-времени с помощью механизма проходимой червоточины, реализованного в модели SYK. Кубит можно использовать для исследования динамики проходимой червоточины SYK через соответствующий протокол телепортации. Это может быть реализовано в виде квантовой схемы, эквивалентной гравитационной картине в полуклассическом пределе бесконечного числа кубитов. Здесь мы используем методы обучения для создания разреженной модели SYK, которую мы экспериментально реализуем с помощью 164 двухкубитных вентилей в схеме из девяти кубитов, и наблюдаем соответствующую динамику проходимых червоточин.
Несмотря на свой приблизительный характер, разреженная модель SYK сохраняет ключевые свойства физики проходимых червоточин: идеальная размерная намотка*, связь по обе стороны червоточины, которая согласуется с ударной волной с отрицательной энергией, временная задержка Шапиро, причинное время-порядок сигналов, выходящих из червоточины, а также динамика скремблирования и термализации. Наш эксперимент проводился на процессоре Google Sycamore. Исследуя двумерную гравитационную двойную систему, наша работа представляет собой шаг к программе изучения квантовой гравитации в лаборатории. Будущие разработки потребуют улучшенной аппаратной масштабируемости и производительности, а также теоретических разработок, включая многомерные квантовые гравитационные двойники и другие модели, подобные SYK."
* " ... Мы вводим понятие телепортации по размеру, чтобы понять, как физика роста размера оператора естественным образом приводит к передаче информации. Передача сигнала через полуклассическую голографическую червоточину соответствует довольно особому свойству распределения операторов по размеру, которое мы называем размерной намоткой ... " /Adam R. Brown, Hrant Gharibyan, Stefan Leichenauer, Henry W. Lin, Sepehr Nezami, Grant Salton, Leonard Susskind, Brian Swingle, Michael Walter. Quantum gravity in the lab: teleportation by size and traversable wormholes = Квантовая гравитация в лаборатории: телепортация по размеру и проходимые червоточины. На arXiv:1911.06314. February 1, 2021/. Дополнительно: Sepehr Nezami, Henry W. Lin, Adam R. Brown, Hrant Gharibyan, Stefan Leichenauer, Grant Salton, Leonard Susskind, Brian Swingle, Michael Walter. Quantum gravity in the lab: teleportation by size and traversable wormholes, part II = Квантовая гравитация в лаборатории: телепортация по размеру и проходимые червоточины, часть II. На arXiv:2102.01064v1. February 1, 2021; Thomas Schuster, Bryce Kobrin, Ping Gao, Iris Cong, Emil T. Khabiboulline, Norbert M. Linke, Mikhail D. Lukin, Christopher Monroe, Beni Yoshida, Norman Y. Yao. Many-body quantum teleportation via operator spreading in the traversable wormhole protocol = Квантовая телепортация многих тел через распространение оператора в протоколе проходимой червоточины. Physical Review X, 12, 031013. July 20, 2022. В открытом доступе.
О данном исследовании SciTechDaily, New Scientist, Physics World, Space, Interesting Engineering.
Physicists create theoretical wormhole using quantum computer = Физики создали теоретическую червоточину с помощью квантового компьютера. SciTechDaily. December 3, 2022.
Астрофизика. Квантовые компьютеры. Квантовая физика.
Ученые впервые разработали квантовый эксперимент, который позволяет им изучать динамику или поведение особого вида теоретической червоточины. Существенно: эксперимент не создал настоящую червоточину.
.................................................................................................................
Был придуман сценарий, в котором отрицательная энергия отталкивания удерживает червоточину открытой достаточно долго для того, чтобы что-то могло пройти от одного конца к другому. Исследователи показали, что данное гравитационное описание проходимой червоточины эквивалентно процессу, известному как квантовая телепортация. В квантовой телепортации, протоколе, который был экспериментально продемонстрирован на больших расстояниях по оптоволокну и по воздуху, информация передается в пространстве с использованием принципов квантовой запутанности.
Настоящая работа исследует эквивалентность червоточин с квантовой телепортацией. Команда под руководством Калифорнийского технологического института провела первые эксперименты, проверяющие идею о том, что информация, перемещающаяся из одной точки пространства в другую, может быть описана либо на языке гравитации (червоточины), либо на языке квантовой физики (квантовая запутанность).
...............................................................................................................
"Взаимосвязь между квантовой запутанностью, пространством-временем и квантовой гравитацией – один из важнейших вопросов фундаментальной физики и активная область теоретических исследований. Мы рады сделать этот небольшой шаг к тестированию данных идей на квантовом оборудовании и будем продолжать".
Leah Crane. A quantum computer has simulated a wormhole for the first time = Квантовый компьютер впервые смоделировал червоточину. New Scientist. November 30, 2022.
Квантовый компьютер впервые использовался для моделирования голографической червоточины. В данном случае слово "голографический" указывает на способ упрощения физических задач, связанных как с квантовой механикой, так и с гравитацией, а не на буквальную голограмму. Подобные симуляции могут помочь нам понять, как объединить эти две концепции в теорию квантовой гравитации ...
И квантовая механика, управляющая очень малым, и общая теория относительности, описывающая гравитацию и очень большое, чрезвычайно успешны в своих областях, но эти две фундаментальные теории несовместимы друг с другом. Эта несовместимость особенно очевидна в областях, где должны применяться обе теории, например, внутри и вокруг черных дыр.
Мария Спиропулу из Калифорнийского технологического института и ее коллеги использовали квантовый компьютер Google Sycamore для имитации голографической червоточины – туннеля в пространстве-времени с черными дырами на обоих концах. Они смоделировали своего рода червоточину, через которую теоретически может пройти сообщение, и исследовали процесс, с помощью которого такое сообщение может совершить это путешествие.
В настоящей червоточине это путешествие было бы в значительной степени опосредовано гравитацией, но голографическая червоточина использует квантовые эффекты вместо гравитации, чтобы исключить относительность из уравнения и упростить систему. Это означает, что когда сообщение проходит через червоточину, оно на самом деле подвергается квантовой телепортации – процессу, посредством которого информация о квантовых состояниях может передаваться между двумя удаленными, но квантово запутанными частицами. Для этой симуляции "сообщением" был сигнал, содержащий квантовое состояние – кубит в суперпозиции 1 и 0.
............................................................................................................................
Quantum teleportation opens a 'wormhole in space-time' = Квантовая телепортация открывает "червоточину в пространстве-времени". Physics World. November 30, 2022.
Эквивалент червоточины в пространстве-времени создан на квантовом процессоре. Американские исследователи использовали усовершенствованный протокол квантовой телепортации, чтобы открыть червоточину и отправить через нее квантовые сигналы. Изучая динамику передаваемой квантовой информации, команда получила представление о гравитационной динамике. Эксперимент может быть продолжен для изучения квантовой гравитации или теории струн.
......................................................................................................................
Квантовая телепортация информации между двумя запутанными частицами происходит мгновенно и поэтому может имитировать процесс отправки квантовой информации через гравитационную червоточину. Однако ... невозможно передавать информацию быстрее скорости света, потому что для декодирования информации требуется досветовой сигнал.
Квантовая запутанность играет важную роль в квантовых вычислениях, поэтому квантовые процессоры являются идеальным экспериментальным устройством для изучения сходства между квантовой телепортацией и червоточинами. В этом сценарии квантовые биты (кубиты) в квантовом процессоре запутаны друг с другом, а телепортация эквивалентна путешествию кубита через червоточину ...
Оказалось, что для правильного проведения эксперимента потребуется большое количество кубитов – гораздо больше кубитов, чем доступно в современных квантовых процессорах. Чтобы решить эту проблему, исследователи использовали машинное обучение для определения минимального количества необходимых кубитов и способа их кодирования для настройки протокола квантовой телепортации. Они обнаружили, что могут создать динамику червоточины на девяти кубитах со 164 двухкубитными вентилями на квантовом процессоре Google Sycamore.
В своем эксперименте исследователи показали, что они могут держать червоточину открытой в течение достаточного времени, применяя ударные волны "с отрицательной энергией", которые приходят в виде специальных импульсов квантовых полей. Затем они изучили динамику передаваемой квантовой информации. Сигналы, проходящие через червоточину, подвергаются серии скремблирования и расшифровки, при этом квантовая информация покидает червоточину неповрежденной ("нетронутой").
На процессоре Sycamore исследователи измерили, сколько квантовой информации передается с одной стороны на другую при применении ударной волны отрицательной и положительной энергии. И поскольку только ударные волны отрицательной энергии могли открыть червоточину, они обнаружили, что только эти ударные волны пропускают сигналы.
В целом, информация, проходящая через червоточину, имела ключевые признаки проходимой червоточины. Что представляет собой шаг к исследованию гравитационной физики с использованием квантовых процессоров и может привести к разработке мощных испытательных стендов для изучения идей теории струн и квантовой гравитации.
Хуан Малдасена из Института перспективных исследований в Принстоне, США, который не участвовал в исследовании, описывает работу как интересный первый шаг в попытке создать сложные квантовые системы, которые могут иметь эмерджентное пространственно-временное описание. Он считает, что результат важен, потому что это демонстрация, которая позволяет нам экспериментально проверить некоторые теоретические идеи о связи между квантовой механикой и эмерджентной геометрией пространства-времени. Он говорит, что самым большим достижением исследования является то, что оно воспроизвело своего рода квантовую телепортацию, вдохновленную гравитационными проблемами ...
Robert Lea. Breakthrough wormhole simulation may unite quantum physics and general relativity = Прорыв в моделировании червоточины может объединить квантовую физику и общую теорию относительности. Space. November 30, 2022.
Ученые разработали квантовый эксперимент, который позволяет им изучать динамику червоточин – теоретических объектов пространства-времени, которые впервые возникли в теории гравитации Альберта Эйнштейна 1915 года или общей теории относительности.
Вместо того, чтобы создавать настоящую червоточину, разрыв во времени и пространстве, который, как предполагается, образует мост между одной удаленной областью пространства и другой, команда создала модель червоточины для работы на квантовом процессоре. Это позволило им исследовать физику червоточин и их потенциальную связь с так называемой квантовой гравитацией.
............................................................................................................
"Поведение, подобное червоточине, можно объяснить с точки зрения как квантовой физики, так и общей теории относительности ... "
"Хотя эта новая модель не заменяет прямые исследования квантовой гравитации, она предлагает мощный способ исследования идей квантовой гравитации ... "
Ученые теоретизируют о червоточинах с 1935 года, когда Альберт Эйнштейн взял свои уравнения общей теории относительности 1915 года и вместе с американо-израильским физиком Натаном Розеном описал их как туннели в самой ткани пространства-времени.
Получив прозвище "Мосты Эйнштейна-Розена", эти пространственно-временные туннели позже были названы червоточинами экспертом по черным дырам Джоном Уилером в 1950-х годах.
В 2013 году была установлена связь между червоточинами и запутанностью, элементом квантовой физики, который предполагает, что две частицы могут быть связаны таким образом, что изменение одной мгновенно изменяет другую, независимо от того, как далеко они друг от друга, даже если они расположены на противоположных сторонах Вселенной.
Физики Хуан Малдасена и Леонард Сасскинд связали два несопоставимых мира общей теории относительности и квантовой физики, когда они предположили, что червоточины эквивалентны запутанности в том смысле, что обе описывают связь между удаленными областями Вселенной ...
В 2017 году идея, выдвинутая Малдасеной и Сасскиндом, была расширена физиком Гарвардского университета Дэниелом Джафферисом, соавтором текущего исследования, и его коллегами.
Они разработали концепцию, согласно которой отрицательная энергия отталкивания удерживает червоточину открытой достаточно долго, чтобы что-то могло пройти от одного конца к другому, создавая проходимую червоточину.
Концепция проходимой червоточины была аналогична другой особенности квантовой физики – квантовой телепортации, которая использует принципы запутанности для передачи информации на огромные расстояния с помощью оптоволокна или по воздуху. В рамках рассматриваемого текущего исследования потенциальная связь между червоточинами и квантовой телепортацией изучается более подробно.
.........................................................................................................
Ameya Paleja. In a first, scientists create a holographic wormhole and sent a message through it. This could help us probe into the lesser-known field of quantum gravity = Впервые ученые создали голографическую червоточину и отправили через нее сообщение. Это может помочь нам исследовать менее известную область квантовой гравитации. Interesting Engineering. November 30, 2022.
Совместная группа исследователей в США создала голографическую червоточину и отправила через нее сообщение. Это первый известный отчет о квантовом моделировании голографической червоточины на квантовом процессоре.
Общая теория относительности Эйнштейна помогает нам понять физический мир, такой как астрономические объекты с высокой энергией или плотностью материи. Квантовая механика, с другой стороны, описывает материю в атомном и субатомном масштабе.
Однако эти две теории фундаментально несовместимы, и голографический принцип является руководством, которое может помочь нам объединить их.
........................................................................................................................
Проведенный эксперимент готовит почву для будущей работы и поможет нам проверить теории квантовой гравитации, в которых общая теория относительности и квантовая механика могут изучаться вместе.
Эти области необычайно сложны, и именно здесь на помощь приходит голография. Она позволяет физикам создать менее сложную систему, эквивалентную исходной, подобно тому, как двухмерная голограмма может отображать трехмерные детали.
Также о данном исследовании:Nature (Физики создали червоточину в квантовом компьютере?); Quanta ("Действительно, новый эксперимент подтверждает, что квантовые эффекты того типа, которыми мы можем управлять в квантовом компьютере, могут привести к явлению, которое мы ожидаем увидеть в теории относительности ... "); Universe Today (Кубит как будто прошел между черными дырами через червоточину ..., симуляция червоточины позволяла передавать информацию из одной системы в другую, когда применялся компьютеризированный эквивалент отрицательной энергии, но не когда вместо нее применялась положительная энергия, что соответствует ожиданиям теоретиков от червоточины в реальном мире ...); Live Science (Червоточина, смоделированная на квантовом компьютере, может подкрепить теорию о том, что Вселенная – это голограмма. Две разрозненные теории – общая теория относительности и квантовая механика – могут вообще не быть отдельными. Гравитационное искривление пространства-времени могло бы возникнуть как голографическая проекция ... мельчайших взаимодействий крошечных частиц на низкомерной поверхности отдаленного горизонта ...). Рисунки, видеоиллюстрации.
О данном исследовании на русском языке популярно: Лента.Ру - Наука, N+1, Involta.
Michelle Starr. Black holes in quantum states have surprisingly weird masses = Черные дыры в квантовых состояниях имеют удивительно странные массы. ScienceAlert. November 1, 2022.
Математическое доказательство квантовой природы черных дыр может показать нам, как общая теория относительности и квантовая механика могут примириться, по крайней мере, достаточно, чтобы создать новую грандиозную теорию о том, как Вселенная работает в космическом и микрокосмическом масштабах.
Группа физиков математически продемонстрировала, как эти умопомрачительно плотные объекты могут существовать в состоянии квантовой суперпозиции, одновременно занимая спектр возможных характеристик.
Их расчеты показали, что суперпозиции масс в теоретическом типе черной дыры (BTZ) одновременно занимают удивительно разные диапазоны масс ...
См. также: Black holes could reveal their quantum-superposition states, new calculations reveal = Новые расчеты показывают, что черные дыры могут показать свои состояния квантовой суперпозиции. University of Waterloo - News. November 18, 2022.
... Две массы дают разные решения уравнений поля общей теории относительности и, следовательно, два разных пространства-времени.
Результирующая суперпозиция пространства-времени, в свою очередь, оставляет детектор в суперпозиции расстояний от горизонта событий, создавая, по сути, интерферометр, каждое плечо которого связано с одной из масс. Вероятность того, что детектор щелкнет, зависит от того, какие массы присутствуют в суперпозиции ...
Соковикова Л. Обладают ли черные дыры квантовыми свойствами? Hi-News.ru. 11 октября 2022 г. (И далее по ссылке.)
Подборка обзорных статей. Популярно.
Giulio Chiribella, Zixuan Liu. Quantum operations with indefinite time direction = Квантовые операции с неопределенным направлением времени. Communications Physics, vol. 5. July 22, 2022. В открытом доступе.
Фундаментальная динамика квантовых частиц нейтральна по отношению к стреле времени. И все же наши эксперименты не таковы: мы наблюдаем эволюцию квантовых систем из прошлого в будущее, а не наоборот. Фундаментальный вопрос заключается в том, возможно ли, по крайней мере, в принципе, представить себе более широкий набор операций, которые исследуют квантовые процессы в обратном направлении, из будущего в прошлое или, в более общем смысле, в комбинации прямого и обратного направлений.
"Здесь мы вводим математическую основу для операций, которые не ограничены определенным направлением времени. В более общем смысле мы вводим набор многочастных операций, включающих неопределенное направление времени, а также неопределенный причинный порядок, обеспечивая основу для потенциальных расширений квантовой теории ... "
Alex Wilkins. Quantum trick sees light move forwards and back in time simultaneously = Квантовый трюк: свет движется вперед и назад во времени одновременно. New Scientist. November 10, 2022
Помещение частицы света в суперпозицию так, чтобы она двигалась как вперед, так и назад во времени, может оказаться полезным для квантовых вычислений. Квантовый эксперимент, в котором частица света движется одновременно и вперед, и назад во времени, является еще одним примером странности квантового царства. Хотя этот эксперимент, который был продемонстрирован двумя исследовательскими группами, не имеет непосредственного практического применения, он может в конечном итоге иметь значение для квантовых компьютеров или даже помочь в разработке теории квантовой гравитации ...
О данных исследованиях IFLSCIENCE, arXiv.
Alfredo Carpinety. Experiments deliver superposition of photon going forward and backward in time = Эксперименты показывают суперпозицию фотонов, движущихся вперед и назад во времени. IFLSCIENCE. November 11, 2022.
Эксперименты демонстрируют, что можно поместить фотон в суперпозицию процессов, идущих в противоположных направлениях времени. Это не путешествие во времени, и оно не приведет к общению с прошлым, но это интригующая демонстрация того, как время может работать на квантовом уровне.
Для нас время течет только в одном направлении, вперед. Данный досадный факт, ограждающий нас от всяких парадоксов, называется стрелой времени. Считается, что это связано с концепцией энтропии, которая всегда увеличивается в изолированной системе, такой как Вселенная. Но это не кажется столь фундаментальным на квантовом уровне.
Фундаментальным скорее представляется так называемая СРТ-симметрия (симметрия заряда, четности и обращения времени). Это относится ко всем физическим явлениям, и если нарушается комбинация двух из них (например, известные нарушения CP), также должно иметь место нарушение временной симметрии.
.................................................................................................................
Недавние исследования показали, что фотоны могут находиться в суперпозиции состояний назад и вперед во времени. Теперь эта идея была продемонстрирована экспериментально.
.......................................................................................................................
Статьи, в которых обсуждаются проведенные эксперименты, ожидают рецензирования и доступны на arXiv.
Исследовательская группа [1]: Yu Guo, Zixuan Liu, Hao Tang, Xiao-Min Hu, Bi-Heng Liu, Yun-Feng Huang, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo, Giulio Chiribella. Experimental demonstration of input-output indefiniteness in a single quantum device = Экспериментальная демонстрация неопределенности входа-выхода в одном квантовом устройстве. На arXiv:2210.17046. October 31, 2022.
На фундаментальном уровне динамика квантовых полей инвариантна по отношению к комбинации обращения времени, зарядового сопряжения и инверсии четности. Такая симметрия подразумевает, что широкий класс эффективных квантовых эволюций является двунаправленным, а это означает, что обмен их входами и выходами приводит к действительным квантовым эволюциям. Недавно было замечено, что квантовая теория теоретически совместима с семейством операций, в которых роли входов и выходов неопределенны. Однако до сих пор такие операции не были продемонстрированы в лаборатории.
"Здесь мы экспериментально демонстрируем неопределенность входа-выхода в фотонной установке, демонстрируя преимущество в квантовой игре и демонстрируя несовместимость с определенным направлением входа-выхода более чем на 69 стандартных отклонениях. Наши результаты устанавливают неопределенность входа-выхода в качестве нового ресурса для протоколов квантовой информации и позволяют проводить настольное моделирование гипотетических сценариев, в которых стрела времени может находиться в квантовой суперпозиции ... "
Исследовательская группа [2]: Teodor Stromberg, Peter Schiansky, Marco Tulio Quintino, Michael Antesberger, Lee Rozema, Iris Agresti, Caslav Brukner, Philip Walther. Experimental superposition of time directions = Экспериментальная суперпозиция направлений времени. На arXiv:2211.01283. December 1, 2022. [2-я редакция.]
В макроскопическом мире время по своей сути асимметрично, оно течет в определенном направлении, от прошлого к будущему. Однако то же самое не обязательно верно для квантовых систем, поскольку некоторые квантовые процессы вызывают действительные квантовые эволюции при обращении времени. Предполагая, что такие процессы можно исследовать в обоих направлениях времени, мы можем также рассматривать квантовые процессы, исследуемые в когерентной суперпозиции прямого и обратного направлений времени. Это приводит к более широкому классу квантовых процессов, чем рассмотренные до сих пор в литературе, включая процессы с неопределенным причинным порядком.
"В данной работе мы впервые демонстрируем операцию, относящуюся к указанному новому классу: квантовый переворот времени ("квантовый флип времени"). Используя фотонную реализацию операции, мы применяем ее к игре, сформулированной как задача различения двух наборов операторов. Эта игра не только служит свидетелем неопределенного направления времени, но и дает вычислительное преимущество по сравнению со стратегиями, использующими фиксированное направление времени, и даже стратегиями с неопределенным причинно-следственным порядком ... "
См. также: Yakir Aharonov, Peter G. Bergmann, Joel L. Lebowitz. Time symmetry in the quantum process of measurement = Временная симметрия в квантовом процессе измерения. Physical Review, 134, B1410. June 22, 1964.
"Мы исследуем утверждение о том, что "редукция волнового пакета", заложенная в квантовой теории измерения, вносит в основы квантовой физики несимметричный во времени элемент, что, в свою очередь, приводит к необратимости. Мы утверждаем, что эта временная асимметрия на самом деле связана с тем, как строятся статистические ансамбли. Если мы построим ансамбль симметрично во времени, используя как начальное, так и конечное состояния системы для разграничения выборки, то результирующее распределение вероятностей окажется также симметричным во времени ... "
Celia Viermann, Marius Sparn, Nikolas Liebster, Maurus Hans, Elinor Kath, Alvaro Parra-Lopez, Mireia Tolosa-Simeon, Natalia Sanchez-Kuntz, Tobias Haas, Helmut Strobel, Stefan Floerchinger, Markus K. Oberthaler. Quantum field simulator for dynamics in curved spacetime = Симулятор квантового поля для динамики в искривленном пространстве-времени. Nature, vol. 611. November 9, 2022.
В большинстве космологических моделей быстрое расширение пространства характеризует первые моменты Вселенной и приводит к усилению квантовых флуктуаций. Описание последующей динамики и связанных с ней вопросов космологии требует понимания квантовых полей стандартной модели и темной материи в искривленном пространстве-времени. Даже редуцированная проблема скалярного квантового поля в явно зависящей от времени метрике пространства-времени является теоретической проблемой, и, таким образом, симулятор квантового поля может привести к пониманию.
"Здесь мы демонстрируем такой симулятор квантового поля в двумерном конденсате Бозе-Эйнштейна с настраиваемой ловушкой и регулируемой силой взаимодействия для реализации этой модельной системы. Мы явно показываем реализацию пространства-времени с положительной и отрицательной пространственной кривизной путем распространения волновых пакетов и наблюдаем образование пар частиц в контролируемом расширении пространства по степенному закону, используя осцилляции Сахарова для извлечения информации об амплитуде и фазе созданного состояния.
Мы находим количественное согласие с аналитическими предсказаниями для различных искривлений во времени и пространстве. Это тестирует и тем самым устанавливает симулятор квантового поля нового класса. В будущем простые обновления дадут возможность войти в неизведанные режимы, которые позволят глубже понять динамику релятивистского квантового поля ... "
Популярно:Частицы буквально выходят из вакуума в "миниатюрной искусственной вселенной". Новая наука. 11 ноября 2022 г.
Ethan Siegel. Is dark matter’s "nightmare scenario" true? = Верен ли "кошмарный сценарий" темной материи? Big Think. November 29, 2022.
" ... Если единственными взаимодействиями темной материи являются гравитационные, мы, возможно, никогда не обнаружим ее. К сожалению, этот "кошмарный сценарий" может быть именно тем, что происходит на самом деле ... " Обзор.
Интересно: Lyndie Chiou. The enduring mystery of the Dragonfly 44 Galaxy = Непреходящая тайна галактики Dragonfly 44. Quanta. November 7, 2022.
Растущий каталог огромных, но тусклых галактик, таких как Dragonfly 44, заставляет астрономов изобретать новые теории галактической эволюции.
В 2016 году астрономы во главе с Питером ван Доккумом из Йельского университета опубликовали громкую статью, в которой утверждалось, что обнаружена галактика настолько тусклая, но такая широкая и тяжелая, что она должна быть почти полностью невидимой. Они подсчитали, что галактика, получившая название Dragonfly 44, на 99,99% состоит из темной материи.
............................................................................................................................
Слишком много темной материи. Или нет темной материи.
..............................................................................................................................
Cентябрьская публикация сообщила о недавнем звездообразовании в ультрадиффузных галактиках (UDGs), что противоречит идее о том, что они содержат только старые звезды.
Такой диапазон UDGs, которые выглядят одинаково внешне, но различаются внутри, может подтвердить теорию темной материи по сравнению с MOND. "Если звезды движутся очень быстро в одной галактике и очень медленно в другой, это большая проблема для этих альтернативных теорий ... " /ван Доккум/.
"Если среди популяции UDG есть "настоящие выбросы", это действительно проблема для MOND. Однако это автоматически не делает темную материю лучшей интерпретацией ... " /Стэйси Макго, астроном, Кейсовский университет Западного резервного района/.
Для точных ответов потребуются новые телескопы. Недавно введенный в эксплуатацию космический телескоп Джеймса Уэбба уже обнаружил далекие галактики в том виде, в каком они появились, когда формировались в ранней Вселенной, что поможет проверить и уточнить зарождающиеся идеи.
"Главный вывод заключается в том, что мы до сих пор не знаем, что там происходит", – говорит ван Доккум. "Есть галактики, которые мы не обнаружили, которые очень большие, очень близкие и обладают необычными свойствами, и их нет в наших текущих каталогах даже после всех этих десятилетий изучения неба".
Tom Metcalfe. Lopsided star cluster may disprove Newton and Einstein, controversial new study claims = Неравнобокое звездное скопление может опровергнуть теорию Ньютона и Эйнштейна, утверждает спорное новое исследование. Live Science. November 21, 2022.
Неравномерное распределение звезд в нескольких близлежащих скоплениях может свидетельствовать в пользу MOND – противоречивой теории гравитации, которая оспаривает Ньютона и отвергает существование темной материи. "Во времена Ньютона и Эйнштейна астрономы даже не знали, что галактики вообще существуют ... " Оригинальная статья в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Популярно на Хабр.
Jonathan O'Callaghan. JWST’s first glimpses of early galaxies could break cosmology = Первые взгляды JWST [космического телескопа Джеймс Уэбб] на ранние галактики могут сломать космологию. Scientifc American. September 14, 2022.
Первые изображения далекой Вселенной, сделанные космическим телескопом Джеймса Уэбба, потрясли астрономов. Открытие невообразимо далеких галактик – мираж или революция?
Тоже интересно: "Позитивный Грассманиан". Всероссийский Фестиваль науки. 26 сентября 2013 г.
" ... Амплитуэдрон [амплитуэдр] не построен из пространства-времени и различных вероятностей; эти характеристики появляются сами, как следствия геометрии бриллианта …
В его объёме зашифрованы наиболее общие свойства реальности, которые можно вычислить, – "амплитуды рассеяния", отражающие вероятность, что определённый набор частиц превратится в определённый набор других частиц при столкновении.
..............................................................................................................
По словам учёных, помимо радикального упрощения квантовых вычислений, вполне возможно, что внутренняя природа амплитуэдрона даст нам новое понимание фундаментальных законов, лежащих в основе мироздания."
Об амплитуэдре: Nima Arkani-Hamed, Jaroslav Trnka. The amplituhedron = Амплитуэдр. Journal of High Energy Physics. Vol. 2014, no. 10. October 6, 2014. В открытом доступе.
Дополнительно:Quanta ("Драгоценный камень в сердце квантовой физики ... "); Американское математическое общество (Рассеяние амплитуд – хлеб и масло теории квантового поля ...); 4 gravitons (Не следует причислять амплитуэдр к конкурентам теории струн ... ).
Run Zhou, Ryan J. Marshman, Sougato Bose, Anupam Mazumdar. Catapulting towards massive and large spatial quantum superposition = "Катапультирование" к массивной и большой пространственной квантовой суперпозиции. Physical Review Research, 4, 043157. December 2, 2022. В открытом доступе.
Большая пространственная квантовая суперпозиция размером O(1–10) мкм для массы m ~ 10–17 –10–14 кг требуется при исследовании основ квантовой механики и проверке классической и квантовой природы гравитации посредством запутывания в лаборатории.
"В этой статье мы покажем, что можно ускорить два спиновых состояния макроскопического нанокристалла, созданного неоднородным нелинейным магнитным полем, в установке типа Штерна-Герлаха. Предположим, что электронный спин может быть внедрен в центр нанокристалла, такой как азотно-вакансионный (NV) центр алмаза. Наш анализ будет общим для любой легирующей примеси или любого материала. Мы покажем, что можем создать желаемый размер суперпозиции в пределах 1-2 с, катапультируя траектории двух спиновых состояний с небольшим градиентом магнитного поля, а затем рекомбинируя траектории ... "
В отличие от любого другого известного взаимодействия, пока не ясно, соблюдает ли гравитация правила квантовой механики на микроскопическом уровне. Действительно ли гравитационное взаимодействие является квантовым? Экспериментального подтверждения нет. Пространство-время в гравитационных экспериментах является чрезвычайно классическим без какого-либо намека на квантовость ... Если гравитация действительно квантовая, то она запутает две массы в квантовых пространственных суперпозициях ... В этой статье представлен "простой" механизм для создания большой пространственной суперпозиции с тяжелыми массами и встроенным спином ...
Sunghan Ro, Buming Guo, Aaron Shih, Trung V. Phan, Robert H. Austin, Dov Levine, Paul M. Chaikin, Stefano Martiniani. Model-free measurement of local entropy production and extractable work in active matter = Безмодельное измерение локального производства энтропии и извлекаемой работы в активном веществе. Physical Review Letters, 129, 220601. November 21, 2022.
Нарушение симметрии обращения во времени (симметрии обращения времени) и производство энтропии – универсальные черты неравновесных явлений. Несмотря на свое значение в физике активных и живых систем, производство энтропии системами со многими степенями свободы остается мало практически значимым, поскольку высокая размерность их пространства состояний затрудняет измерение.
"Здесь мы вводим локальную меру производства энтропии и числовой протокол для ее оценки. Мы устанавливаем связь между производством энтропии и извлекаемостью работы в данной области системы и показываем, как эта величина принципиально зависит от отслеживаемых степеней свободы.
Мы подтверждаем наш подход в теории, моделировании и экспериментах, рассматривая системы активных броуновских частиц, подвергающихся фазовому разделению, вызванному подвижностью, а также активные броуновские частицы и E.coli [кишечную палочку] в выпрямляющем устройстве, в котором асимметрия обращения во времени динамики частиц сочетается с пространственной асимметрией, чтобы выявить ее эффекты в макроскопическом масштабе ... "
D. Lucente, A. Baldassarri, A. Puglisi, A. Vulpiani, M. Viale. Inference of time irreversibility from incomplete information: Linear systems and its pitfalls = Вывод о необратимости времени из неполной информации: линейные системы и их подводные камни. Physical Review Research, 4, 043103. November 14, 2022. В открытом доступе.
Данные экспериментов и теоретические аргументы – два столпа, поддерживающих работу по моделированию физических систем посредством логического вывода. Чтобы решить проблему вывода, данные должны удовлетворять определенным условиям, которые также зависят от конкретных вопросов, рассматриваемых в исследовании. "Здесь мы сосредоточимся на характеристике систем с точки зрения расстояния от равновесия, обычно производства энтропии (асимметрия обращения времени) или нарушения соотношения флуктуации-диссипации Кубо. Мы показываем, насколько общей, контринтуитивной и отрицательной для вывода является проблема невозможности оценить расстояние от равновесия, используя ряд скалярных данных, имеющих гауссову статистику."
................................................................................................................................
"Наш вывод состоит в том, что расстояние от равновесия связано с довольно точным знанием полного фазового пространства, и поэтому его обычно трудно аппроксимировать в реальных экспериментах."
M. Klaiber, Q.Z. Lv, S. Sukiasyan, D. Bakucz Canario, K.Z. Hatsagortsyan, C.H. Keitel. Reconciling conflicting approaches for the tunneling time delay in strong field ionization = Согласование противоречивых подходов к временной задержке туннелирования при ионизации в сильном поле. Physical Review Letters, 129, 203201. November 9, 2022. В открытом доступе.
Несколько недавних экспериментов с атточасами исследовали фундаментальный вопрос о квантово-механической временной задержке при туннельной ионизации с помощью чрезвычайно точной фотоэлектронной импульсной спектроскопии. Интерпретация этих экспериментальных результатов на часах вызывала споры ...
"Чтобы разрешить противоречивые выводы различных подходов, мы рассматриваем очень простой сценарий туннелирования, который не изобилует сложностями, связанными с кулоновским потенциалом ядра атома, избегает последующих противоречивых приближений и, следовательно, позволяет нам однозначно идентифицировать происхождение временной задержки туннелирования.
............................................................................................................................
Наконец, при объяснении отсутствия времен туннелирования у оставшихся других методов, мы выяснили, что конфликтов действительно нет среди различных подходов ... "
Тоже интересно: Isabelle Dume. Chiral orbit currents create new quantum state = Хиральные орбитальные токи создают новое квантовое состояние. Physics World. November 25, 2022.
Физики обнаружили новое квантовое состояние в материале с химической формулой Mn3SiTe6. Новое состояние формируется из-за давно предполагаемых, но никогда ранее не наблюдаемых внутренних токов, которые текут по петлям вокруг сотовой структуры материала. По словам его первооткрывателей, это новое состояние может иметь приложения для квантовых датчиков и запоминающих устройств для квантовых компьютеров.
..............................................................................................................................
В отсутствие магнитного поля петлевые токи в Mn3SiTe6 имеют тенденцию оставаться неупорядоченными, протекающими как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Этот эффект можно сравнить с тем, что автомобили едут по кольцевой развязке сразу в обоих направлениях. Возникающий в результате беспорядок вызывает "пробки" для электронов, путешествующих в материале, увеличивая сопротивление и делая его изолятором.
"Однако при наличии магнитного поля петлевые токи начнут циркулировать только в одном направлении, что создает упорядоченное состояние. Пробки на дорогах исчезают, и электроны могут распространяться через материал с резко уменьшенным рассеянием электронов, как если бы это была металлическая проволока".
Недавно открытое квантовое состояние поднимает множество фундаментальных вопросов, на которые пока нет ответов.
.................................................................................................................................
На данный момент эффект наблюдается при низких температурах.
Levon Pogosian, Marco Raveri, Kazuya Koyama, Matteo Martinelli, Alessandra Silvestri, Gong-Bo Zhao, Jian Li, Simone Peirone, Alex Zucca. Imprints of cosmological tensions in reconstructed gravity = Отпечатки космологических напряжений в реконструированной гравитации. Nature Astronomy. October 27, 2022. Можно прочитать здесь.
... Динамическая темная энергия позднего времени и модификации гравитации вряд ли предложат решение хаббловской напряженности ...
См. также: Kazuya Koyama, Levon Pogosian. Something is wrong with Einstein's theory of gravity = Что-то не так с теорией гравитации Эйнштейна. Live Science. November 15, 2022.
Неисправная модель?
Sean Carroll. How to think about relativity = Как думать об относительности. Quanta. November 14, 2022.
Идеи Альберта Эйнштейна о пространстве-времени не совсем интуитивны, и они не совсем эйнштейновские ...
Don Lincoln. What’s the real reason you can’t go faster than the speed of light? = Какова настоящая причина, по которой вы не можете двигаться быстрее скорости света? Big Think. November 17, 2022.
... Объекты движутся в пространстве-времени со скоростью света. Неподвижный объект вообще не движется в пространстве, поэтому объект движется во времени со скоростью света. Кроме того, объект, движущийся в пространстве со скоростью света, не имеет лишней скорости для движения во времени.
Таким образом, абсолютная максимальная скорость, с которой объект может двигаться в пространстве или времени по отдельности, также является скоростью света. Обратите внимание, что эта идея также объясняет странные особенности теории относительности, такие как замедление времени для объекта по мере того, как его скорость становится все быстрее и быстрее. Объект, путешествующий больше в пространстве, меньше путешествует во времени.
.................................................................................................................................
Ограничение скорости – суровая реальность ... Настоящая причина, по которой вы не можете путешествовать в пространстве быстрее скорости света, заключается в том, что вы всегда путешествуете в пространстве-времени со скоростью света. Лучшее, что вы можете сделать, – это направить все свои усилия на перемещение в пространстве; но как только вы направили все свое движение в пространственном направлении, скорости просто не осталось. Точно так же, как автомобиль, который не может двигаться быстрее 60 миль в час, вы превзошли все ожидания ...
Варп-двигатель, гиперпространство и все сверхсветовые варианты из знакомой научной фантастики нереальны или, по крайней мере, неизвестны нашему лучшему пониманию законов природы. Но следует иметь в виду, что ученые и раньше открывали неизвестные вещи, такие как радиоволны и радиоактивность, поэтому вполне возможно, что открытие изменит все. Надежда есть ...
Доктор Дон Линкольн – ведущий исследователь в области физики. Он также является научным коммуникатором и пишет книги по физике для широкой аудитории.
Tushar K. Saha, Joseph N.E. Lucero, Jannik Ehrich, David A. Sivak, John Bechhoefer. Bayesian information engine that optimally exploits noisy measurements = Байесовский информационный механизм, оптимально использующий зашумленные измерения. Physical Review Letters, 129, 130601. September 21, 2022.
"Мы экспериментально реализовали информационный двигатель, состоящий из оптически пойманной тяжелой бусины в воде ... "
О данном исследованииPhys.org: Мини-двигатель использует шум для преобразования информации в топливо / Foundational Questions Institute = Институт фундаментальных вопросов (FQXi). ПопулярноМедиаПоток: Топливом для двигателя является информация о местоположении ...
Дополнительно:Information as thermodynamic fuel = Информация как термодинамическое топливо. Physics, 15, s133. September 21, 2022.
Информационный двигатель использует информацию для преобразования тепла в полезную энергию. Такой двигатель можно сделать, например, из тяжелой бусины в оптической ловушке. Бисерный двигатель работает на тепловом шуме. Когда шумовые колебания поднимают шарик вертикально, ловушка также поднимается. Это изменение увеличивает среднюю высоту борта, и двигатель производит энергию. Никакая работа не выполняется, чтобы вызвать это изменение; скорее, потенциальная энергия извлекается из информации. Однако шум измерения, источником которого является система, измеряющая положение шарика, может снизить эффективность двигателя. Он может добавить неопределенность в измерение, а это может привести к неправильным решениям обратной связи алгоритмом, управляющим двигателем.
Канадские исследователи из Университета Саймона Фрейзера разработали алгоритм, который не страдает от этих ошибок и позволяет эффективно работать с информационным механизмом даже при высоком уровне шума измерений.
На сегодняшний день большинство информационных механизмов работают с использованием алгоритмов обратной связи, которые учитывают только самое последнее наблюдение за положением шарика. В такой системе, когда отношение сигнал/шум двигателя падает ниже определенного значения, двигатель перестает работать.
Чтобы преодолеть эту проблему, используется алгоритм "фильтрации", который заменяет самое последнее измерение шарика так называемой байесовской оценкой. Эта оценка учитывает как шум измерения, так и задержку обратной связи устройства ...
Miriam Frankel. The entropic price of building the perfect clock: Q&A with Natalia Ares = Энтропийная цена создания идеальных часов: вопросы и ответы с Наталией Арес. Foundational Questions Institute = Институт фундаментальных вопросов (FQXi). October 25, 2022.
Квантовый физик Наталия Арес из Оксфордского университета в Великобритании и ее коллеги подозревают, что ключом к пониманию времени может быть изучение фундаментальной физики хронометража, которая, в отличие от технологического аспекта, в значительной степени неизвестна. Получив грант от FQXi, они делают открытия, которые однажды могут помочь нам разобраться в загадочном четвертом измерении.
...........................................................................................................................
Q Что вы делали в своем эксперименте?
A ... Мы обнаружили, что чем больше энтропии производили часы, тем точнее они становились. Это была линейная зависимость между производством энтропии и точностью. Наши сотрудники уже теоретически обнаружили, что так должно быть в квантовом режиме. Но данный эксперимент является классическим (не квантовым), что указывает на универсальное поведение производства энтропии и точности часов ...
.................................................................................................................................
Q Предполагает ли ваше исследование, что стрела времени, заставляющая время двигаться вперед, а не назад, скорее каким-то образом фундаментально встроена в акт хронометража за счет постоянно растущей энтропии, чем обусловливается нашим человеческим, сознательным опытом?
A Я думаю, это правда. Мы мало знаем о стреле времени, и все, что проливает на нее немного света, очень интересно. Нам нужно проводить больше исследований ...
Q Время – огромная проблема в физике, и его трактовка в квантовой механике противоречит общей теории относительности. Последнее также предполагает, что время можно точно измерить, тогда как ваши исследования показывают, что это невозможно. Поможет ли лучшее понимание часов показать, как эти две теории согласуются друг с другом?
A Определенно. В квантовой механике время является большой проблемой. Стрелы времени практически нет – события могут происходить как в обратном, так и в прямом направлении. Итак, вы должны объединить квантовую механику с термодинамикой и спросить, где именно в квантовом формализме мы находим стрелу времени? Существует также проблема измерения в целом, когда квантовая система находится в суперпозиции различных состояний до тех пор, пока вы ее не измерите ... Есть исследование, предполагающее, что измерения могут быть использованы в качестве термодинамического ресурса ... Это действительно захватывающие вещи.
В конечном счете, связь между стрелой времени, измерением и хронометражем по-прежнему остается территорией, которую мы должны нанести на карту. Вот почему так важно работать над фундаментальными вопросами часов и хронометрии, потому что это позволит нам понять, как термодинамика применяется в квантовом мире и как возникает стрела времени.
Q Что дальше?
A Мы приближаем наши эксперименты к квантовому режиму. Мы хотим изучить некоторые из этих квантовых пределов, потому что никто не исследовал их раньше.
Q Какие приложения могут выйти из этого?
A Понимание термодинамических пределов данных процессов очень важно для понимания машин в квантовой сфере. Можем ли мы получить эффективность, превосходящую ту, которую наблюдаем в классическом макроскопическом мире? Тема, которую мы изучаем, – это термодинамика обучения, как обучаются системы и что такое термодинамика этого процесса. Как создать машины, которые эффективно обучаются?
Кроме того, понимая эти термодинамические процессы, мы могли бы узнать больше о том, как работают биомоторы (еще один тип термодинамической машины), а также о биологических процессах, управляющих жизнью. В конце концов, жизнь – это производство энтропии.
Интересно: Sankar Das Sarma. Why the laws of physics don't actually exist = Почему законов физики на самом деле не существует. New Scientist. December 9, 2022.
То, что мы называем законами физики, часто является просто математическим описанием какой-то части природы. Абсолютных физических законов, вероятно, не существует ...
Возьмем в качестве примера теорию струн. Эта теория ... эквивалентно трактует гравитацию и квантовую механику, согласуясь со многими нашими наблюдениями Вселенной. Она подает большие надежды, но ... у нее также есть довольно тернистый камень преткновения, известный как проблема ландшафта, где буквально миллионы вселенных являются приемлемыми решениями теории. Если теория струн верна, можно объявить "победу", поскольку одна из этих миллионов вселенных должна быть нашей вселенной, и все, что нужно сделать, – это каким-то образом найти конкретное решение, чтобы понять, что для нас законы физики. И что, конечно, невыполнимая задача из-за исключительно большого количества возможных вселенных, существующих в ландшафте, и все со своими особыми законами.
Такой сценарий часто называют мультивселенной. Все возможные законы, мыслимые и немыслимые, разрешены в какой-то возможной вселенной, и законы физики больше не имеют смысла и не уникальны в фундаментальном смысле, поскольку они полностью зависят от того, куда в ландшафте мультивселенной смотришь ...
Автор – физик-теоретик из Мэрилендского университета в Колледж-Парке.
Лебедев Ю. Реально ли многомирие? Наука и жизнь, 2010, № 4.
О многомировой интерпретации квантовой механики.
К итогам Исследовательского семинара / конференции "Многомировая интерпретация квантовой механики: текущий статус и отношение к другим интерпретациям" (Израиль, Тель-Авив, 18-24 октября 2022 г.)
Общая информация в предыдущем выпуске. Полная видеозапись заседаний (английский язык).
Видеозапись обсуждения итогов в Международном центре эвереттических исследований (русский язык): почему нет консенсуса в многомировой интерпретации ...
Данная конференция проводится на базе Миланского университета как заключительная конференция в рамках проекта PROTEUS - Парадоксы и метафоры времени в ранней Вселенной (ранних Вселенных). Мероприятие представляет собой совместные усилия исследовательской группы по распространению результатов и созданию дебатов среди ведущих философов физики и физиков-теоретиков, работающих на стыке таких областей, как философия, квантовая гравитация и космология.
Программа конференции будет сформирована в 2023 году. Однако приглашенные докладчики [их часть] уже известны (Джулиан Барбур, ... ).
Участие бесплатное. Регистрация участников завершается 5 июля.
Дополнительно
В рамках проекта PROTEUS (см. выше): 23 января, 30 января, 6 февраля, 6 марта, 20 марта, 27 апреля, 29 мая.
Приветствуется участие через Zoom.
Для контактов: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
И.Зерчанинова
